Jeśli chodzi o replikację ludzkiej zręczności, robotycy zawsze stawali przed ogromnym wyzwaniem. W końcu ludzka ręka to cud inżynierii biologicznej – 27 kości, 27 stawów, 34 mięśnie i ponad 100 więzadeł oraz ścięgien pracujących w harmonii. Teraz, dzięki znacznej dotacji w wysokości 26 milionów dolarów z National Science Foundation (NSF), Northwestern University zamierza zmniejszyć lukę między ludzką a robotyczną zręcznością. Fundusze te pomogą uruchomić nowe Centrum Badań Inżynieryjnych (ERC), koncentrujące się na ulepszaniu robotycznych rąk w celu wspomagania ludzkiej pracy w różnych branżach.
Centrum to, nazwane Human AugmentatioN via Dexterity (HAND) ERC, postawiło sobie za cel stworzenie robotycznych rąk zdolnych do wykonywania zadań z taką samą precyzją i wszechstronnością jak ludzkie dłonie. Potencjalne zastosowania są ogromne – od produkcji i opieki zdrowotnej po obsługę delikatnych lub niebezpiecznych materiałów.
Zasadniczo celem jest zbudowanie robotów, które mogą chwytać, manipulować i koordynować swoje ruchy w sposób inteligentny i płynny. Poza zręcznością, naukowcy dążą do opracowania technologii, która płynnie integruje się z istniejącymi systemami, nie wymagając znacznej wiedzy specjalistycznej do obsługi.
Eric Perreault, wiceprezes Northwestern ds. badań, opisał nagrodę NSF jako kluczowy moment dla uniwersytetu. „To historyczny kamień milowy, który wykorzystuje ugruntowaną pozycję Northwestern jako lidera w dziedzinie robotyki i systemów człowiek-maszyna” – powiedział. „HAND ERC będzie miało wpływ na różne branże, od produkcji i opieki zdrowotnej po przetwórstwo żywności”.
Perreault pochwalił śmiałą wizję inicjatywy HAND, podkreślając, że badania te będą miały trwały, pozytywny wpływ na wiele dziedzin. Ed Colgate i Kevin Lynch, dwa wiodące umysły Northwestern w dziedzinie robotyki, przewodzą wysiłkom wraz z najwyższej klasy zespołem partnerów akademickich i przemysłowych.
Wsparcie NSF będzie finansować ERC przez pięć lat, z opcją przedłużenia i dodatkowymi 26 milionami dolarów na kolejny pięcioletni okres. Warto zauważyć, że Northwestern po raz pierwszy kieruje ERC i pozyskał potężnych współpracowników, takich jak Carnegie Mellon, Florida A&M i Texas A&M, aby pomóc w realizacji projektu. Wkład MIT, Syracuse University i University of Wisconsin-Madison również wzmacnia multidyscyplinarne podejście centrum.
Przełom w dziedzinie robotycznej użyteczności
Podczas gdy roboty poczyniły już znaczące postępy w branżach takich jak produkcja, ich prawdziwy potencjał pozostaje w dużej mierze niewykorzystany. Ed Colgate, jeden z liderów projektu, wskazuje, że chociaż roboty mogą poprawić jakość pracy, ich możliwości są ograniczone przez brak zaawansowanych funkcji dłoni. Opracowanie zrobotyzowanych rąk o ludzkiej zręczności mogłoby zmienić zasady gry, umożliwiając robotom rozszerzenie ludzkich umiejętności i dając branżom przewagę konkurencyjną.
Jednak sama zręczność nie jest celem tego nowego centrum badawczego. Ambicje zespołu wykraczają poza replikowanie mechanicznej złożoności ludzkiej dłoni – ich celem jest zapewnienie, że zrobotyzowane dłonie będą przystępne cenowo, trwałe, łatwe w użyciu i skalowalne do masowej produkcji.
Osiągnięcie tych celów może sprawić, że te zaawansowane roboty będą dostępne dla branż na całym świecie, nawet tych, którym obecnie brakuje zasobów lub wiedzy specjalistycznej do wdrożenia zaawansowanej technologicznie automatyzacji.
Northwestern reklamuje również szersze korzyści społeczne, w tym potencjalne zwiększenie produktywności pracowników, powrót produkcji do krajowych zakładów i zmniejszenie podatności łańcucha dostaw. Projekt może mieć również dalekosiężny wpływ na bezpieczeństwo żywności, opiekę zdrowotną, a nawet demokratyzację zaawansowanych technologii.
Na czele HAND ERC stoi J. Edward Colgate, uznany ekspert w dziedzinie robotyki i haptyki oraz Walter P. Murphy, profesor inżynierii mechanicznej w Northwestern’s McCormick School of Engineering. Dołączy do niego Kevin Lynch, inny profesor inżynierii mechanicznej i dyrektor Northwestern’s Center for Robotics and Biosystems, który będzie pełnił funkcję dyrektora badawczego ERC.
W skład zespołu wchodzi również zróżnicowany skład wykładowców Northwestern z różnych dyscyplin, od inżynierii po politykę społeczną, zapewniając, że badania obejmują zarówno techniczne, jak i skoncentrowane na człowieku aspekty integracji robotów.
Dziedzictwo programu ERC NSF
Program ERC, ustanowiony przez NSF w 1985 roku, odegrał kluczową rolę w napędzaniu najnowocześniejszych badań inżynieryjnych na amerykańskich uniwersytetach. Łączy on środowisko akademickie, przemysł i rząd w celu rozwiązywania dużych problemów i tworzenia systemów transformacyjnych, które przesuwają granice technologii.
Sethuraman Panchanathan, dyrektor NSF, podkreślił znaczenie tych centrów, nazywając je „potęgami odkryć i innowacji”. Według Panchanathana, centra te nie tylko rozwijają inżynierię, ale także pomagają szkolić kolejne pokolenie innowatorów, zapewniając, że Stany Zjednoczone pozostaną w czołówce rozwoju technologicznego.
HAND ERC ma być jednym z najnowszych w długiej linii udanych ośrodków. Od momentu powstania programu utworzono 83 takie ośrodki, które przyczyniły się do postępu w różnych dziedzinach, od usprawnienia produkcji po pionierskie nowe dziedziny inżynierii.
Dzięki wsparciu instytucji edukacyjnych, partnerów przemysłowych i organów rządowych, HAND ERC ma na celu przyczynienie się do tego dziedzictwa poprzez tworzenie robotów, które działają bardziej jak ludzie niż kiedykolwiek wcześniej.
